一种复合式机器人的轮足结构设计及仿真

对一种六轮足复合式机器人进行受力分析,得到了机器人电机输出转速和转矩的表达式。基于飞机起落架结构设计了一种轮足结构,并对轮足结构在前摆、中间位置和后摆位置进行了分析,研究了各杆结构的尺寸比例关系。利用ADAMS软件对轮足结构进行了仿真,结果表明,三角支架在120°转角范围,推杆设计行程为150 mm时,三角支架主动驱动和电动推杆主动驱动均满足要求。

欠驱动式柔性轮足机器人的腿部结构及步态设计

轮足式机器人兼具轮式和足式机器人的移动速度快及越障能力强等优点,但也存在崎岖路面运动稳定性差、控制难度高的问题。腿部运动结构设计是影响轮足式机器人运动特性的重要因素。为此,本文采用柔性四连杆机构原理设计了一种新型的四足轮足机器人欠驱动式腿部结构,并基于D-H法建立该轮足机器人腿部的运动学模型;在求解机器人腿部运动空间的基础上,依据工作空间及机器人最大效率原则,规划了该机器人的步态;结合多足机器人规范化能量稳定裕度原理对机器人进行了运动步态分析,得到该轮足机器人周期步态规范化能量稳定裕度规律。通过基于Matlab腿部运动仿真及SolidWorks稳定性仿真,结果表明该四足轮足机器人腿部结构具有规划步态的可行性和较高稳定性。

水下结构检测爬行机器人的设计与分析

针对大坝、桥梁、大型水下管线等水下结构环境复杂、检测难度大等问题,提出了一种具有一定避障及壁面过渡能力且可适应复杂壁面的水下结构检测爬行机器人。首先对机器人整体结构进行设计,通过采用轮足式结合的轮足结构和具有旋转自由度的吸附结构的相互配合的设计,提高了机器人对复杂壁面的自适应能力;其次以圆形截面桥墩为例,利用流场仿真分析了机器人吸附在壁面时,桥墩附近流域的流速和压力分布情况;再者对机器人的运动状态及稳定性进行分析,通过建立摩擦力和抗倾覆力矩计算公式得到机器人的正常工作条件;最后对机器人结构摩擦性能和样机进行测试和试验验证。结果表明,该机器人在一定程度上具有对复杂环境的抗性和复杂表面的适应性,可用于水下结构的检测工作。